1、 2.3 气体实验定律 作业1.电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在 500时的压强不超过一个大气压，则在 20的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多少？解析：由于电灯泡容积不变，故气体为等容变化，设 t1500时压 强 为 ， 时 的 压 强 为 则 由 得 ： ，pt20p1 2Tp2121937p2 0.35 p10.35 个大气压点拨：要分析出在温度变化时，灯泡的容积没有变化，气体的状态变化遵循查理定律还要注意摄氏温度与热力学温度的关系2 如图所示，四个两端封闭粗细均匀的玻璃管，管内的空气被一段水银柱隔开，按图中标明的条件，当玻璃管水平放置时，水银柱处于静止状态，
2、如果管内两端的空气都升高相同的温度，则水银柱向左移动的是：解析：假设温度升高，水银柱不动，两边气体均作等容变化，根据查 理 定 律 得 压 强 增 大 量 为 ， 而 左 、 右 两 边 初 态 压 强 相 同 ，pTp两 边 温 度 升 高 量 也 相 同 ， 所 以 跟 成 正 比 ， 即 左 、 右 两 边 气 体T1初态温度高的，气体压强的增量小，水银柱应向气体压强增量小的方向移动，亦即应向初态气体温度高的一方移动，故 D 正确点拨：在三个状态参量都变化的情况下，讨论有关问题比较复杂，常用假设法，先假设某一量不变，讨论其他两个量变化的关系，这样可使问题变得简单3 有一开口的玻璃瓶，容积
3、是 2000cm3，瓶内空气的温度从 0升高到 100的过程中，会有多少空气跑掉( 玻璃的膨胀可忽略不计) ？，如果在 0时空气的密度是 1.29310-3g/cm3，那么跑掉的这部分空气的质量是多少？点拨：瓶中空气作的是等压变化，如果把所研究的对象确定为 0时，玻璃瓶内的空气，当温度升高到 100时，它的体积是多少，那么本题就是研究一定质量的气体的问题了参考答案：0.7310 3cm3 0.69g4.容积为 2L 的烧瓶，在压强为 1.0105Pa 时，用塞子塞住，此时温度为 27，当把它加热到 127时，塞子被顶开了，稍过一会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它逐渐降温到 27，求：(1)塞
4、子被顶开前的最大压强；(2)27时剩余空气的压强点拨：塞子被顶开前，瓶内气体的状态变化为等容变化，塞子被顶开后，瓶内有部分气体逸出，此后应选剩余气体为研究对象，再利用查理定律求解参考答案：(1)13310 5Pa (2)0. 75105Pa5.如图所示，把装有气体的上端封闭的玻璃管竖直插入水银槽内，管内水银面与槽内水银面的高度差为 h，当玻璃管缓慢竖直向下插入一些，问 h 怎样变化？气体体积怎样变化？解析：假设 h 不变，则根据题意，玻璃管向下插入水银槽的过程中，管内气体的体积减小从玻意耳定律可知压强增大，这样 h 不变是不可能的即 h 变小假设被封气体的体积不变，在管子下插过程中，由玻意耳定
5、律知，气体的压强不变而事实上，h 变小，气体的压强变大，显然假设也是不可能的所以在玻璃管下插的过程中，气体的体积变小，h 也变小点拨：假设法的使用关键是在假设某个量按一定规律变化的基础上，推出的结论是否与事实相符若相符，假设成立若不相符，假设则不成立此题也可用极限分析法：设想把管压下较深，则很直观判定 V 减小，p 增大6.在静止时，试管内一段水银封闭一段空气，如图 1333 所示，若试管口向下自由下落，水银柱相对于管将： A上升B下降C不动D空气被排出管外解析：当试管自由下落时，水银柱处于完全失重状态，则被封气体的压强等于大气压，即被封气体的压强变大，其体积变小，故水银柱相对于管将向上移点拨
6、：对解决气体动力学方面的问题，常常结合牛顿定律分析7.把一根长 100cm 上端封闭的玻璃管，竖直插入一个水银槽中，使管口到水银面的距离恰好是管长的一半，如图 1321 所示，求水银进入管中的高度是多少？已知大气压强是 1.0105Pa解析：管中的空气在管插入水银槽前：p 1p 0 V1LS在插入水银槽后：p 2p 0g(L/2h) 由于变化前后温度不变，所以可根据玻意耳定律求解，即：p 1V1p 2V21.01051S1.0 105(0.5 h) 13.6104(1h)Sh2m 或 h0.25m因为管长只有 100cm，2m 显然不合题意，所以水银进入管中的高度是 25cm点拨：本题虽然是求
7、“水银进入管中的高度” 而解题中所研究的对象却是管中的空气，题目叙述中对气体的第一状态一带而过，而突出说明第二状态，解题时最好把两种状态都画出，并把两种状态的参量对应地列出，8.如图所示，粗细均匀的 U 形玻璃管，右端开口，左端封闭，管内用水银将一部分空气封闭在管中，开口朝上竖直放置时，被封闭的空气柱长24cm，两边水银高度差为 15cm，若大气压强为 75cmHg，问再向开口端倒入长为 46cm 的水银柱时，封闭端空气柱长度将是多少？解析：倒入水银前对封闭端的气体有：V 1SL 1 24S p1 7515 60cmHg倒入水银后，左端水银面将上升，右端水银面将下降，设左端水银面上升 x，则此
8、时封闭端气柱长 L2L 1x 24x此时两边水银面的高度差 h 246(15 2x)2L 217此时封闭端气体的压强为：p 275h 2582L 2根据玻意耳定律 p1V1p 2V2 得 2460L 2(582L 2)即L2229L 27200解得： L245cm(舍去)，L 216cm 点拨：确定两边水银面的高度差以及由高度差求被封气体的压强是解答本题的关键9.将两端开口的长 60cm 的玻璃管竖直插入水银中 30cm，将上端开口封闭，而后竖直向上将管从水银中提出，再将管口竖直向上，若大气压强为 76cmHg，求气柱长？点拨：当管从水银中取出时，有一部分水银将流出，求出此时水银柱的长度，才能
9、求出玻璃管开口向上时气体的压强，最后才能解决气柱长度问题参考答案：23.9cm10.如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面的面积S0 0.01m2，中间用两个活塞 A 和 B 封住一定质量的理想气体，A、B 都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动，但不漏气，A 的质量可不计，B 的质量为M，并与一劲度系数 k510 3N/m 的较长的弹簧相连，已知大气压强p0 1105Pa平衡时，两活塞间的距离 L00.6m，现用力压 A，使之缓慢向下，移动一定距离后，保持平衡，此时用于压 A 的力F5 102N，求活塞 A 向下移动的距离( 假设气体温度保持不变 )点拨：A 下降的距离等于气柱变短的长度和 B 下移的距离之和，以整体为研究对象分析弹簧缩短的距离，用玻意耳定律分析密封气柱的长度的变化，可以通过画图使之形象化参考答案：0.3m
